研究人員用3D打印制造可以矯正色盲的著色鏡片，比傳統(tǒng)眼鏡更具選擇性

南極熊導(dǎo)讀：先天性色覺(jué)障礙（CVD）通常稱(chēng)為色盲，他們不能分辨自然光譜中的各種顏色或某種顏色�？梢愿爬�為，這種疾病限制了眼中三個(gè)視網(wǎng)膜錐體（光感受器），傳遞整個(gè)顏色光譜的能力，最常見(jiàn)是紅綠色的色盲。雖然目前，可以通過(guò)佩戴有色眼鏡可以幫助他們糾正視力，但它們往往不能針對(duì)個(gè)性化需求而定制。因此，人們正通過(guò)非常適用于以上需求的3D打印技術(shù)進(jìn)行研究。

△3D打印色覺(jué)障礙眼鏡。A) 眼鏡的CAD模型，B) 通過(guò)切片模型準(zhǔn)備G代碼， C) 打印在構(gòu)建板上的3D打印鏡片照片，D) 框架的CAD模型，E) 通過(guò)切片模型準(zhǔn)備G代碼，F(xiàn)) 3D打印框架照片

2022年9月11日，南極熊獲悉，阿布扎比哈利法科技大學(xué)（KU）的一個(gè)研究小組，希望通過(guò)3D打印技術(shù)，來(lái)幫助人們獲得更加準(zhǔn)確的個(gè)性化解決方案。

概況的說(shuō)，研究人員混合了兩種波長(zhǎng)過(guò)濾染料的透明樹(shù)脂，為他們的3D打印透鏡著色。一種染料為紅綠色患者阻擋不需要的波長(zhǎng)，而另一種染料為黃藍(lán)色患者過(guò)濾不需要的波長(zhǎng)。

該論文的研究者指出：“迄今為止，可以治療CVD的方法還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)，諸如基因治療等治療課程還沒(méi)有在人類(lèi)身上應(yīng)用。因此，患者選擇可穿戴的視覺(jué)輔助工具，如有色眼鏡或隱形眼鏡，通過(guò)過(guò)濾掉藍(lán)黃（440-500納米）和紅綠（540-580納米）使得CVD患者能夠區(qū)分顏色�！�

利用3D打印的可定制優(yōu)勢(shì)
雖然3D打印鏡片（即使是用染料染色來(lái)矯正色盲的鏡片）肯定不是什么新想法，但通過(guò)該技術(shù)制造定制的色盲矯正眼鏡，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，可以為色盲人士定制更舒適的選擇，例如區(qū)分某些色調(diào)和顏色。

機(jī)械工程副教授Haider Butt博士說(shuō)：“針對(duì)為CVD患者定制特別的眼鏡仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，盡管該研究可以顯著提升市場(chǎng)上的CVD可穿戴設(shè)備和材料性能。”

△色覺(jué)缺陷個(gè)體感知的圖像表示。A)正常視力個(gè)體和不同色覺(jué)缺陷個(gè)體，看到的彩色材料照片 B) 紅色盲，C) 綠色弱視，D)藍(lán)色盲

該團(tuán)隊(duì)將兩種不同的染料混合到透明樹(shù)脂中，以構(gòu)建3D打印鏡片，一種用于阻擋紅綠色患者不需要的波長(zhǎng)，另一種用于黃藍(lán)色患者，并采用Prusa SL1S SPEED 3D打印機(jī)，以0.5%、1%和1.5%的濃度的濃度將它們分別打印出來(lái)。

然后，志愿者對(duì)這兩種CVD鏡片進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)與市售的矯正鏡片相比，它們?cè)谑孢m度和視力改善方面都是有益的。KU團(tuán)隊(duì)還使用SOLIDWORKS和3D打印技術(shù)來(lái)優(yōu)化鏡框，這樣做的好處是，盡可能的讓這些特殊眼鏡接近普通眼鏡。

△優(yōu)化制造工藝后的打印參數(shù)

優(yōu)化制造工藝
根據(jù)早些時(shí)候，對(duì)CVD的管理和糾正方法研究表明，在使用染料時(shí)可能會(huì)發(fā)生浸出和毒性問(wèn)題。KU團(tuán)隊(duì)采取了預(yù)防措施，以確保這種情況不會(huì)發(fā)生，他們首先檢查了染料的穩(wěn)定性。3D打印的眼鏡在水中存放了一個(gè)多星期，在此期間沒(méi)有染料滲漏到水中，這意味著眼鏡是穩(wěn)定的，可以長(zhǎng)期使用。另一項(xiàng)測(cè)試包括將眼鏡在環(huán)境條件下再放置一周，它們?cè)俅巫C明了其穩(wěn)定性，以及靈活性和強(qiáng)度。研究人員在對(duì)眼鏡進(jìn)行彎曲和折疊時(shí)，也發(fā)現(xiàn)其具有良好的耐久性。

△該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果和題目為“針對(duì)色覺(jué)缺陷的3D打印眼鏡開(kāi)發(fā)”（傳送門(mén)）

Butt博士說(shuō)：“我們的結(jié)果表明，3D打印對(duì)染料的波長(zhǎng)過(guò)濾特性沒(méi)有影響。事實(shí)上，染料與樹(shù)脂結(jié)合并進(jìn)行3D打印時(shí)保持不變。但當(dāng)我們將該技術(shù)與商用眼鏡的色盲光學(xué)性能進(jìn)行比較時(shí)，結(jié)果表明，3D打印眼鏡在過(guò)濾不需要的波長(zhǎng)方面，比商用眼鏡更具選擇性。因此，它在治療色盲方面具有巨大潛力。最重要的是，它們易于制造和定制的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)每個(gè)患者的需求，進(jìn)行個(gè)性化定制。”